專利名稱：對輸入信號的波形邊緣進(jìn)行時間標(biāo)定的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及在獲取的波形輸入信號中對波形記錄邊緣的時間標(biāo)定，更具體說，本發(fā)明涉及利用基準(zhǔn)邊緣對波形記錄邊緣進(jìn)行時間標(biāo)定的方法。
示波器是用于如脈沖寬度、時間周期等電或光信號的時間間隔測量的傳統(tǒng)測量儀器。確定閾值電平，并對經(jīng)過閾值處的信號交叉點(diǎn)進(jìn)行時間標(biāo)記，例如通過在交叉點(diǎn)處放置光標(biāo)。對時間標(biāo)志位置之間的時間間隔進(jìn)計算，并把該位置作為時間間隔測量值進(jìn)行顯示。
數(shù)字示波器已經(jīng)基本上取代了傳統(tǒng)的用于測量電信號的模擬示波器。數(shù)字示波器接收輸入模擬信號，并以由儀器設(shè)定的參數(shù)確定的特定采樣速率對信號進(jìn)行采樣。采樣后的信號通過模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器進(jìn)行量化，使電平離散，同時將數(shù)字化的信號存儲到存儲器中。確定一個閾值電平，通過在閾值交叉點(diǎn)上下信號樣本之間插位，來確定穿過閾值信號交叉點(diǎn)的時間標(biāo)記。插位時間標(biāo)記用于計算時間標(biāo)記之間的時間間隔。
當(dāng)為了確定閾值交叉時間而插入采樣的邊緣，最簡單的插入法是在閾值交叉點(diǎn)上下的線性插入。然而，插入的閾值交叉點(diǎn)對干擾是敏感的，干擾中例如有數(shù)字示波器采樣系統(tǒng)干擾。該采樣系統(tǒng)干擾源包括前端放大或衰減，以及對模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器電平的離散，于是稱為數(shù)字干擾。另外，快速上升或下降邊緣僅經(jīng)過幾個采樣時間位置。在這種情況中，較高級插入濾波器是更適宜的。較高級插入濾波器可把濾波功能用在閾值交叉點(diǎn)上下的多個數(shù)字采樣中。Sin(x)/x插入法濾波器是就是這種較高級插入法濾波器。
在數(shù)學(xué)角度上，插入器是線性、變化-恒定(shift-invariant)系統(tǒng)。如果激勵源或輸入函數(shù)的增加導(dǎo)致在輸出函數(shù)中同樣的增加，并且如果兩個相加的輸入函數(shù)變換式為兩個獨(dú)立輸出函數(shù)變換式的和，那么系統(tǒng)是線性的。如果在輸入函數(shù)中的變化導(dǎo)致在輸出函數(shù)中相應(yīng)變化，那么系統(tǒng)是變化-恒定的，此時保持輸出函數(shù)的形態(tài)和量級。如果加在插入器上的輸出函數(shù)或激勵物為干擾邊緣，那么插入器的輸出將帶有干擾。在采樣的信號中，干擾本身在信號中表現(xiàn)為振幅變化。利用線性插入器或較高級插入濾波器，通過插入穿過閾值交叉的信號建立時間標(biāo)記，這種時間標(biāo)記的建立對信號中幅值變化是敏感的。在存在有由干擾產(chǎn)生的幅值變化條件下，上升或下降邊緣的斜邊(如較長上升及下降次數(shù))還降低時間標(biāo)記的精度。
于是需要這樣的用于輸入信號采樣邊緣的時間標(biāo)定方法，該方法比當(dāng)前插入法對于干擾和上升與下降次數(shù)較不敏感。時間標(biāo)定方法需要靈活性和穩(wěn)定性，以使在波形邊緣的不同位置進(jìn)行時間標(biāo)定。另外，時間標(biāo)定方法可比當(dāng)前插入法具有較大的時間標(biāo)記精度。
因此，本發(fā)明涉及利用基準(zhǔn)邊緣對輸入信號的邊緣進(jìn)行時間標(biāo)定的方法。時間標(biāo)定方法產(chǎn)生具有時間標(biāo)記過的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值的基準(zhǔn)邊緣，利用了在至少基準(zhǔn)邊緣中限定的第一時間標(biāo)記。捕獲輸入信號的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)采樣，以形成輸入信號的波形記錄。對波形記錄邊緣的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)采樣與同一時間的基準(zhǔn)邊緣的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值進(jìn)行比較，以產(chǎn)生表示波形記錄邊緣和基準(zhǔn)邊緣之間差的誤差值。從誤差值中產(chǎn)生時間補(bǔ)償值，以改變基準(zhǔn)邊緣的時間位置。重復(fù)進(jìn)行比較和時間補(bǔ)償產(chǎn)生步驟，使誤差值最小化。將最小誤差值的時間補(bǔ)償值與波形記錄邊緣的最接近數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)采樣的時間位置結(jié)合起來，以產(chǎn)生波形記錄邊緣時間標(biāo)記。
基準(zhǔn)邊緣產(chǎn)生步驟可以幾種方式實(shí)現(xiàn)。一種方式是多次采樣(OVER-SAMPLE)，并對輸入信號的相似邊緣的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)采樣取平均值，例如同時間采樣和取平均值。另一種方式是儲存表示基準(zhǔn)邊緣的時間標(biāo)記過的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值。再有的方式是儲存表示基準(zhǔn)邊緣的算法，并利用基準(zhǔn)邊緣算法產(chǎn)生時間標(biāo)記過的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值。該基準(zhǔn)邊緣產(chǎn)生步驟可產(chǎn)生上升和下降基準(zhǔn)邊緣。
時間標(biāo)記限定步驟可在基準(zhǔn)邊緣不同點(diǎn)形成時間標(biāo)記。其他一些時間標(biāo)記限定步驟包括(但不限于此)在基準(zhǔn)邊緣中限定50％的點(diǎn)?？蛇x擇的步驟包括在基準(zhǔn)邊緣中確定第一和第二時間標(biāo)記，以在波形記錄邊緣上進(jìn)行上升和下降的時間測量，并為第一和第二時間標(biāo)記形成10％的點(diǎn)和90％的點(diǎn)。在含有人工干擾因素的波形記錄邊緣中，在基準(zhǔn)邊緣中形成用于第一和第二時間標(biāo)記的20％和80％的點(diǎn)。
時間補(bǔ)償值產(chǎn)生步驟可通過下列方式實(shí)現(xiàn)對誤差信號的誤差值求和以產(chǎn)生索引值，并把該索引值加到求和后的誤差值對Δ補(bǔ)償值的表中，以獲取Δ補(bǔ)償值。把Δ補(bǔ)償值加到當(dāng)前時間補(bǔ)償值上，以產(chǎn)生新的時間補(bǔ)償值，把新的時間補(bǔ)償值應(yīng)用到基準(zhǔn)邊緣的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值中，以改變基準(zhǔn)邊緣數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值的時間位置。對于每個新誤差信號，重復(fù)進(jìn)行預(yù)定數(shù)量迭代的求和步驟、求索引值步驟、相加步驟和應(yīng)用時間補(bǔ)償值步驟。還可重復(fù)進(jìn)行求和步驟、求索引值步驟、相加步驟和應(yīng)用時間補(bǔ)償值步驟，直到Δ補(bǔ)償值落在閾值區(qū)內(nèi)。求索引值步驟還可包括在誤差值中采用標(biāo)量值的步驟。
結(jié)合所附權(quán)利要求書和附圖閱讀下面詳細(xì)的描述后，可明顯看出本發(fā)明的目的、優(yōu)點(diǎn)和新穎特點(diǎn)。
圖1為數(shù)字示波器的典型方框圖，該示波器用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明對波形記錄邊緣時間標(biāo)定的方法。
圖2表示的是根據(jù)本發(fā)明對波形記錄邊緣進(jìn)行時間標(biāo)定的方法的工作方框圖。
圖3表示的是根據(jù)本發(fā)明對波形記錄邊緣進(jìn)行時間標(biāo)定方法的基準(zhǔn)邊緣和波形記錄邊緣的波形圖象。
可通過任何數(shù)字系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對采用基準(zhǔn)邊緣的輸入信號波形記錄邊緣進(jìn)行時間標(biāo)定的方法，如通過信號數(shù)字轉(zhuǎn)換器、數(shù)字示波器、數(shù)字邏輯分析器等。參見圖1，該圖示出了數(shù)字示波器10的典型方框圖，該示波器10用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的對輸入信號采用基準(zhǔn)邊緣的波形記錄邊緣進(jìn)行時間標(biāo)定的方法。該數(shù)字示波器10具有可以多種方式工作的探測系統(tǒng)12。輸入信號可通過可變的衰減器14和前置放大器16傳送。在較高數(shù)字化速率采樣示波器中，如Beaverton，Oregon的Tektronix，Inc.和本發(fā)明的受讓人制造和銷售的TDS7104數(shù)字示波器，每個輸入通道具有數(shù)字化的傳輸線，如示意示出的傳輸線18和20。每個示波器輸入通道中均包括一些傳輸線。每條傳輸線具有跟蹤和保持(T/H)電路22、模擬-數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器24和存儲器26。時基28把記時信號發(fā)送到采集系統(tǒng)12中用于在T/H電路22中鎖存輸入信號的模擬值，驅(qū)動A/D轉(zhuǎn)換器24以使在T/H電路的模擬值數(shù)字化并使數(shù)字化后的值儲存在存儲器26中。傳輸線18、20具有另外的電路(圖中未示出)，該電路為每條傳輸線18、20補(bǔ)償或延遲時基信號，以產(chǎn)生“X”倍記時信號速率的采集速率，其中“X”為在采集系統(tǒng)12中的傳輸線數(shù)。表示輸入信號的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)采樣通過系統(tǒng)總線30從采集系統(tǒng)12中輸出。存儲器32與總線30連接，該存儲器32即包括RAM、ROM，也包括帶有存儲易失數(shù)據(jù)的RAM存儲器的高速緩沖存儲器，所述的易失數(shù)據(jù)例如為輸入信號的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)采樣、在采用基準(zhǔn)邊緣記時方法中產(chǎn)生的計算值等。ROM存儲器可存儲表示一個或多個上升和/或下降基準(zhǔn)邊緣的記時過的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值，或存儲表示上升或下降邊緣的一個或多個算法。存儲器32通過系統(tǒng)總線與控制器34連接，控制器例如為Intel，Corp.Santa Clara，CA制造和銷售的CELERONTM或PENTIUM_微處理器。系統(tǒng)總線30也連接可變衰減器14、如液晶顯示器的顯示裝置36、陰極射線管或類似裝置、帶按鈕的前面板38、可轉(zhuǎn)動的把手及類似部件以及如鍵盤和/或鼠標(biāo)的控制輸入器。如硬盤驅(qū)動器、CD ROM驅(qū)動器、磁帶驅(qū)動器、軟盤驅(qū)動器或類似可對適當(dāng)大容量存儲媒介進(jìn)行讀寫的大容量存儲單元或單元組40也與系統(tǒng)總線連接。用以控制數(shù)字示波器10、實(shí)現(xiàn)利用基準(zhǔn)邊緣進(jìn)行記時方法的程序指令在ROM存儲器32或大容量存儲單元40的大容量存儲媒介中存取。數(shù)字示波器10為以PC為基礎(chǔ)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)由Microsoft，Corp.，Redmond，WA制造和銷售的WINDOW_98操作系統(tǒng)控制。
采用基準(zhǔn)邊緣的時間標(biāo)定方法更適宜以一系列步驟實(shí)現(xiàn)，該步驟通過根據(jù)存儲在存儲器中的程序指令進(jìn)行操作的控制器來完成。參見圖2，該圖示出了本發(fā)明的對波形記錄邊緣進(jìn)行時間標(biāo)定方法的工作方框圖。模擬-數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器50接收輸入信號和作為如圖3波形圖象中示出的波形記錄54而存儲在存儲器52中的產(chǎn)生的數(shù)字采樣?？刂破?6通過系統(tǒng)總線58與A/D轉(zhuǎn)換器和存儲器52連接。A/D轉(zhuǎn)換器50、存儲器52、控制器56和系統(tǒng)總線58等同于圖1中數(shù)字示波器10的A/D轉(zhuǎn)換器24、存儲器32、控制器34和系統(tǒng)總線30。虛線60表示波形記錄的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)采樣的數(shù)據(jù)流、基準(zhǔn)邊緣的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值、在記時方法中發(fā)生的誤差和時間偏差值，這些將在下面更詳細(xì)地描述。
在圖3中，基準(zhǔn)邊緣62的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值可以各種不同方式由基準(zhǔn)邊緣發(fā)生器64產(chǎn)生。產(chǎn)生基準(zhǔn)邊緣的第一方法是越過采樣并利用等同時間采樣對輸入信號取平均值。對輸入信號的再次捕獲，此時到A/D轉(zhuǎn)換器50上的捕獲信號相對于恒定驅(qū)動脈沖不同。經(jīng)過幾次捕獲，產(chǎn)生了密實(shí)的采樣基準(zhǔn)邊緣?；鶞?zhǔn)邊緣包括上升基準(zhǔn)邊緣62或下降基準(zhǔn)邊緣66。第二個方法是在存儲器52或圖1中描述的大容量存儲單元40中存儲代表上升和/或下降基準(zhǔn)邊緣的時間標(biāo)定過的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值。多個不同的上升和下降邊緣以這個方式存儲起來，并覆蓋各種類型的輸入信號。產(chǎn)生基準(zhǔn)邊緣的第三個方法是存儲表示一個或多個上升和/或下降基準(zhǔn)邊緣62、66的一個算法或多個算法?？刂破?4執(zhí)行算法的程序步驟，以產(chǎn)生表示基準(zhǔn)邊緣的時間標(biāo)定過的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值，并儲存到存儲器52中。
如圖3所示，既有上升邊緣54也有下降邊緣68的波形記錄邊緣從獲得的波形記錄中取出，并提供到誤差發(fā)生器70中。存儲的基準(zhǔn)邊緣通過相位移位器72發(fā)送到誤差發(fā)生器70中。誤差發(fā)生器70產(chǎn)生誤差信號e(n)，該信號發(fā)送時間補(bǔ)償轉(zhuǎn)換器74。時間補(bǔ)償轉(zhuǎn)換器74對誤差信號有轉(zhuǎn)換功能，產(chǎn)生時間補(bǔ)償值Δ，該補(bǔ)償值發(fā)送到求和節(jié)點(diǎn)76上。求和節(jié)點(diǎn)76把Δ補(bǔ)償值與當(dāng)前的時間補(bǔ)償值相加，產(chǎn)生新的時間補(bǔ)償值。時間補(bǔ)償值發(fā)送到移相器72上，使基準(zhǔn)邊緣在相位(時間)上相對于波形記錄邊緣改變。時間補(bǔ)償值還發(fā)送到第二求和節(jié)點(diǎn)79上，該節(jié)點(diǎn)還從波形記錄邊緣接收到記時過的值。第二求和節(jié)點(diǎn)79的輸出就是波形記錄時間標(biāo)記。
誤差發(fā)生器70和時間補(bǔ)償轉(zhuǎn)換器74以相應(yīng)的零誤差值和零Δ偏差值以及時間補(bǔ)償值進(jìn)行初試化。把最初的Δ偏差值發(fā)送到求和節(jié)點(diǎn)76上，并加上時間補(bǔ)償值發(fā)送到移相器72上。時間補(bǔ)償值加到基準(zhǔn)邊緣數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值62、66的時間標(biāo)記上。至少確定了基準(zhǔn)邊緣62、66的第一時間標(biāo)記80?；鶞?zhǔn)邊緣時間標(biāo)記80一般設(shè)定成基準(zhǔn)邊緣62、66的50％時間標(biāo)記，以進(jìn)行波形記錄邊緣54、68的時間標(biāo)記測量。通過形成分別為10％和90％時間標(biāo)記的第一和第二基準(zhǔn)邊緣時間標(biāo)記82和84來進(jìn)行波形邊緣54、68的測量。在有干擾的波形記錄邊緣54、68中，基準(zhǔn)邊緣時間標(biāo)記86和88可以各自為20％和80％時間標(biāo)記來建立。波形記錄邊緣54、66的實(shí)際時間標(biāo)記對應(yīng)于基準(zhǔn)邊緣62、64上的確定時間標(biāo)記80、88。改變在時間補(bǔ)償轉(zhuǎn)換器74中轉(zhuǎn)換功能的能力為本發(fā)明的時間標(biāo)定方法提供了靈活性和穩(wěn)定性，而本發(fā)明不用插入現(xiàn)有技術(shù)的濾波器。在圖1的數(shù)字示波器10上很容易進(jìn)行前面板38和顯示器36的控制，從而確定了基準(zhǔn)邊緣62、66的時間標(biāo)記80-88。
誤差發(fā)生器70接收基準(zhǔn)邊緣62、66的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值和波形記錄邊緣54、68的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)采樣。誤差發(fā)生器70計算波形記錄邊緣54、68相應(yīng)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)采樣振幅值與線90表示的基準(zhǔn)邊緣62、66時間標(biāo)記過的對應(yīng)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值的差。求和函數(shù)由下面公式來表示e(n，i)＝x(n)±y(n-m(i)) (1)其中x是采樣邊緣，y是基準(zhǔn)邊緣，m為補(bǔ)償值，e是誤差的差值，n為采樣指數(shù)以及i為迭代指數(shù)。對于上升邊緣，符號為(-)，而對于下降邊緣，符號為(+)。誤差值e(n)發(fā)送到時間補(bǔ)償轉(zhuǎn)換器74上，把轉(zhuǎn)換器把振幅誤差轉(zhuǎn)換成Δ時間補(bǔ)償值Δm(i)。時間補(bǔ)償轉(zhuǎn)換器74把Δm(i)Δ時間補(bǔ)償值發(fā)送到求和節(jié)點(diǎn)76上。求和節(jié)點(diǎn)76還接收當(dāng)前時間補(bǔ)償值，并把Δ補(bǔ)償值與當(dāng)前時間補(bǔ)償值相加，產(chǎn)生公式(2)表示的新時間補(bǔ)償值。
m(i+1)＝m(i)+Δm(i) (2)其中m為時間補(bǔ)償值，Δm為Δ時間補(bǔ)償值，i為迭代指數(shù)。時間補(bǔ)償值發(fā)送到移相器72上，以改變基準(zhǔn)邊緣的相位或時間，其改變量為與波形記錄邊緣對應(yīng)的時間補(bǔ)償值。時間補(bǔ)償值根據(jù)基準(zhǔn)邊緣相對于波形記錄邊緣的位置可以是正值的也可以是負(fù)值。對于上升邊緣54，用于及時引導(dǎo)基準(zhǔn)邊緣62的波形記錄邊緣54時間補(bǔ)償值為負(fù)值，而用于滯后于基準(zhǔn)邊緣62的波形記錄邊緣54時間補(bǔ)償值為正值。對于下降邊緣68，用于及時引導(dǎo)基準(zhǔn)邊緣66的波形記錄邊緣68時間補(bǔ)償值為正值，而用于滯后于基準(zhǔn)邊緣66的波形記錄邊緣68時間補(bǔ)償值為正值。移相后的基準(zhǔn)邊緣發(fā)送到誤差發(fā)生器70中，該誤差發(fā)生器70發(fā)出一組新的誤差值e(n)。
再次參見時間補(bǔ)償轉(zhuǎn)換器74，誤差和時間轉(zhuǎn)換函數(shù)的最簡單形式為f(e(n),m)=A·Σn=a...be(n)---(3)]]>其中A為標(biāo)量，f(e(n)，m)為Δ補(bǔ)償值。公式(3)通過對用于形成Δ補(bǔ)償值的誤差矢量e(n)求和形成總的誤差矢量。重量函數(shù)w可引入到公式(4)中示出的Δ補(bǔ)償值函數(shù)中。f(e(n),m)=A·Σn=a...be(n)·w(n,m)---(4)]]>用于總誤差矢量的重量函數(shù)側(cè)重于波形記錄的某些數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)采樣，而不側(cè)重于如在邊緣斜面上的其他數(shù)據(jù)采樣。
標(biāo)量(A)可看成是可具有固定也可具有可變增量的增益值。可變增量標(biāo)量可由公式(5)示出的增益函數(shù)G()來表示。f(e(n),m)=G(e(n),m)Σn=a...be(n)·w(n,m)---(5)]]>增益函數(shù)G(e(n)，m)可看成是重量函數(shù)，該函數(shù)補(bǔ)償量變化量為作為補(bǔ)償程度函數(shù)的Δ補(bǔ)償值。如果Δ補(bǔ)償值很大，則重量函數(shù)更大，使基準(zhǔn)邊緣更接近波形記錄邊緣。如果Δ補(bǔ)償值很小，則重量函數(shù)也小，于是基準(zhǔn)邊緣不經(jīng)過波形記錄邊緣。增益函數(shù)G()可采取下面公式示出的幾種形式G(e(n),m)=MAXn=a...b(|e(n)|)---(6)]]>G(e(n),m)=Σn=abe(n)2---(7)]]>G(e(n),m)=Σn=abe(n)2.w(n,m)---(8)]]>其中a和b橫跨y(n)的長度x倍。公式(6)為最小-最大規(guī)則(如使最大誤差最小化)。公式(7)和(8)為最小平方技術(shù)，其中(8)具有重量。改變用于總誤差矢量和增益的能力是不用插入現(xiàn)有技術(shù)濾波器的本發(fā)明的記時方法的又一個優(yōu)點(diǎn)。
從誤差信號e(n)中產(chǎn)生Δ補(bǔ)償值的一個方法是提供Δ補(bǔ)償值與誤差值總和的索引表，該表由公式(9)來表示。
Δm＝Index(∑e(n，i)) (9)初始時間補(bǔ)償值設(shè)定成零，誤差值在誤差發(fā)生器68中產(chǎn)生，并發(fā)送到時間補(bǔ)償轉(zhuǎn)換器74中。誤差值加在一起，作為Δ補(bǔ)償值表中的索引，以獲取Δ補(bǔ)償值。Δ補(bǔ)償值用在求和節(jié)點(diǎn)76中并加到當(dāng)前時間補(bǔ)償值，從而產(chǎn)生新的時間補(bǔ)償值。新的補(bǔ)償值提供給移相器72，該移相器利用波形記錄邊緣對基準(zhǔn)邊緣的相位(時間)進(jìn)行變換。移相后的基準(zhǔn)邊緣提供給誤差發(fā)生器70，該發(fā)生器產(chǎn)生一組新的誤差值e(n)。新的誤差值被發(fā)送到時間補(bǔ)償轉(zhuǎn)換器74上，該轉(zhuǎn)換器可測量誤差值，并把值加在一起，并把相加的值在Δ補(bǔ)償值表中編成索引，以得到新Δ補(bǔ)償值。新Δ補(bǔ)償值加到現(xiàn)存的時間補(bǔ)償值中，再次進(jìn)行產(chǎn)生另一個時間補(bǔ)償值的過程。該過程可連續(xù)進(jìn)行預(yù)定的迭代，或者直到絕對Δ補(bǔ)償值中的差落到閾值或在閾值區(qū)內(nèi)。最后的時間補(bǔ)償值加到波形記錄邊緣的最接近數(shù)字信號采樣的時間標(biāo)記上，產(chǎn)生相對于基準(zhǔn)邊緣時間標(biāo)記的波形記錄時間標(biāo)記。
在時間轉(zhuǎn)換公式(2)中的標(biāo)量值可在產(chǎn)生Δ補(bǔ)償值的過程中變化，以提高時間標(biāo)定發(fā)生過程的速度。標(biāo)量大一個Δ補(bǔ)償值，而當(dāng)Δ補(bǔ)償值減少時減少。這樣允許較大時間補(bǔ)償值有較大誤差值e(n)，而逐漸地當(dāng)誤差值e(n)減少到最小值時，有較小的時間補(bǔ)償值。
已經(jīng)描述過了對波形記錄邊緣進(jìn)行時間標(biāo)定的方法，該方法產(chǎn)生或是上升或是下降邊緣的基準(zhǔn)邊緣，在該基準(zhǔn)邊緣中具有時間標(biāo)記過的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值和至少一個限定的時間標(biāo)記。獲取輸入信號的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)采樣以產(chǎn)生輸入信號的波形記錄?？梢允巧仙蛞部梢允窍陆颠吘壍牟ㄐ斡涗涍吘壍臄?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)采樣與基準(zhǔn)邊緣的相同時間數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值進(jìn)行比較，以產(chǎn)生表示波形記錄邊緣和基準(zhǔn)邊緣之間差的誤差信號。從誤差值中產(chǎn)生時間補(bǔ)償值使基準(zhǔn)邊緣的時間位置改變。重復(fù)進(jìn)行比較和時間補(bǔ)償發(fā)生步驟，以使誤差值最小。在最小誤差值的時間補(bǔ)償值與波形記錄邊緣最近的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)采樣的時間位置結(jié)合，產(chǎn)生波形記錄邊緣時間標(biāo)記。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員很容易在不脫離本發(fā)明根本原理的情況下，對上述實(shí)施例的細(xì)節(jié)進(jìn)行改變。因此，本發(fā)明的范圍僅由下面的權(quán)利要求書來確定。
權(quán)利要求
1.一種對輸入信號的邊緣進(jìn)行時間標(biāo)定的方法，包括下面的步驟a) 產(chǎn)生具有記時標(biāo)記過的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值的基準(zhǔn)邊緣；b) 在基準(zhǔn)邊緣中限定至少第一時間標(biāo)記；c) 捕獲輸入信號的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)采樣，以形成輸入信號的波形記錄；d) 對波形記錄邊緣的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)采樣與同時間的基準(zhǔn)邊緣的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值進(jìn)行比較，以產(chǎn)生表示波形記錄邊緣和基準(zhǔn)邊緣之間差的誤差信號；e) 從誤差信號中產(chǎn)生時間補(bǔ)償值，以改變基準(zhǔn)邊緣的時間位置；f) 重復(fù)步驟(d)和(e)以使誤差信號最小化；g) 將最小誤差信號的時間補(bǔ)償值與波形記錄邊緣的最接近數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)采樣的時間位置結(jié)合起來，以產(chǎn)生波形記錄邊緣時間標(biāo)記。
2.如權(quán)利要求1所述的在輸入信號中對邊緣進(jìn)行時間標(biāo)定的方法，其中基準(zhǔn)邊緣產(chǎn)生步驟還包括進(jìn)行多次采樣并對輸入信號的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)采樣取平均值的步驟。
3.如權(quán)利要求1所述的在輸入信號中對邊緣進(jìn)行時間標(biāo)定的方法，其中基準(zhǔn)邊緣產(chǎn)生步驟還包括儲存表示基準(zhǔn)邊緣的時間標(biāo)記過的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值的步驟。
4.如權(quán)利要求1所述的在輸入信號中對邊緣進(jìn)行時間標(biāo)定的方法，其中基準(zhǔn)邊緣產(chǎn)生步驟還包括以下步驟a) 儲存表示基準(zhǔn)邊緣的算法；及b) 利用基準(zhǔn)邊緣算法產(chǎn)生時間標(biāo)記過的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值。
5.如權(quán)利要求1所述的在輸入信號中對邊緣進(jìn)行時間標(biāo)定的方法，其中基準(zhǔn)邊緣產(chǎn)生步驟還包括產(chǎn)生上升基準(zhǔn)邊緣。
6.如權(quán)利要求1所述的在輸入信號中對邊緣進(jìn)行時間標(biāo)定的方法，其中基準(zhǔn)邊緣產(chǎn)生步驟還包括產(chǎn)生下降基準(zhǔn)邊緣。
7.如權(quán)利要求1所述的在輸入信號中對邊緣進(jìn)行時間標(biāo)定的方法，其中基準(zhǔn)邊緣產(chǎn)生步驟還包括利用同時進(jìn)行采樣和取平均值產(chǎn)生數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)采樣。
8.如權(quán)利要求1所述的在輸入信號中對邊緣進(jìn)行時間標(biāo)定的方法，其中限定時間標(biāo)記的步驟還包括在基準(zhǔn)邊緣中確定50％點(diǎn)的步驟。
9.如權(quán)利要求1所述的在輸入信號中對邊緣進(jìn)行時間標(biāo)定的方法，其中限定時間標(biāo)記的步驟還包括為進(jìn)行上升和下降時間測量而在基準(zhǔn)邊緣中確定第一和第二時間標(biāo)記的步驟。
10.如權(quán)利要求9所述的在輸入信號中對邊緣進(jìn)行時間標(biāo)定的方法，其中第一和第二時間標(biāo)記確定步驟還包括在基準(zhǔn)邊緣中建立用于第一和第二時間標(biāo)記的10％和90％的點(diǎn)，用于在波形記錄邊緣上進(jìn)行上升和下降時間測量。
11.如權(quán)利要求9所述的在輸入信號中對邊緣進(jìn)行時間標(biāo)定的方法，其中波形記錄邊緣包含人工干擾因素，并且第一和第二時間標(biāo)記確定步驟還包括在基準(zhǔn)邊緣中建立用于第一和第二時間標(biāo)記的20％和80％點(diǎn)，用于在有干擾的波形記錄邊緣上進(jìn)行上升和下降時間測量。
12.如權(quán)利要求1所述的在輸入信號中對邊緣進(jìn)行時間標(biāo)定的方法，其中時間補(bǔ)償值產(chǎn)生步驟還包括以下步驟a) 對誤差信號的誤差值求和，以產(chǎn)生索引值；b) 把索引值加到求和后的誤差值對Δ補(bǔ)償值的表中，以獲取Δ補(bǔ)償值；c) 把Δ補(bǔ)償值加到當(dāng)前時間補(bǔ)償值上，以產(chǎn)生新的時間補(bǔ)償值；d) 把新的時間補(bǔ)償值應(yīng)用到基準(zhǔn)邊緣的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值中，以改變基準(zhǔn)邊緣的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值的時間位置；及e) 對于每個新誤差信號，重復(fù)步驟(a)和(d)預(yù)定數(shù)量的迭代。
13.如權(quán)利要求12所述的在輸入信號中對邊緣進(jìn)行時間標(biāo)定的方法，其中產(chǎn)生索引值的步驟還包括在誤差值中采用標(biāo)量值的步驟。
14.如權(quán)利要求1所述的在輸入信號中對邊緣進(jìn)行記時的方法，其中時間補(bǔ)償值產(chǎn)生步驟還包括以下步驟a) 對誤差信號的誤差值求和，以產(chǎn)生索引值；b) 把索引值加到求和后的誤差值對Δ補(bǔ)償值的表中，以獲取Δ補(bǔ)償值；c) 把Δ補(bǔ)償值加到當(dāng)前時間補(bǔ)償值上，以產(chǎn)生新的時間補(bǔ)償值；d) 把新的時間補(bǔ)償值應(yīng)用到基準(zhǔn)邊緣的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值中，以改變基準(zhǔn)邊緣的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值的時間位置；及e) 對于每個新誤差信號，重復(fù)步驟(a)和(d)直到Δ補(bǔ)償值落在一閾值區(qū)內(nèi)。
15.如權(quán)利要求14所述的在輸入信號中對邊緣進(jìn)行時間標(biāo)定的方法，其中產(chǎn)生索引值的步驟還包括在誤差值中采用標(biāo)量值的步驟。
全文摘要
對輸入信號進(jìn)行時間標(biāo)定的方法,產(chǎn)生作為基準(zhǔn)邊緣的時間標(biāo)記過的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值,并在基準(zhǔn)邊緣中限定至少一個第一時間標(biāo)記。捕獲輸入信號的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)采樣,形成輸入信號的波形記錄。將波形記錄邊緣的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)采樣與同時的基準(zhǔn)邊緣數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值比較,產(chǎn)生表示波形記錄邊緣和基準(zhǔn)邊緣之間差的誤差值。時間補(bǔ)償值從誤差值中產(chǎn)生,以改變基準(zhǔn)邊緣的時間位置,重復(fù)比較和時間補(bǔ)償產(chǎn)生步驟,使誤差值最小化。最小誤差值處的時間補(bǔ)償值與最接近的波形記錄邊緣的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)采樣的時間位置結(jié)合,產(chǎn)生波形記錄邊緣時間標(biāo)記。
文檔編號G01R19/175GK1289047SQ0013138
公開日2001年3月28日 申請日期2000年9月14日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月14日
發(fā)明者B·A·瓦德 申請人:特克特朗尼克公司